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1、,第一章 原子结构与性质,第一节 原子结构,（第1课时）,宇宙 大爆炸,大量的H 少量的He 极少量的Li,其 他 元 素,一.开天辟地原子的诞生,1932年勒梅特首次提出了 现代宇宙大爆炸理论。,人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。,人类认识原子的过程,复习巩固：,原子的构成？,原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数,质量数=质子数+中子数 A Z N,同位素：Z同N不同的原子,周期序数= 电子层数
2、=能层数,主族序数= 最外层电子数,二.能层与能级,（1）能层电子层,英文字母相同的不同能级中最多电子数相同。,各能层最多电子数=2n2,各能层的能级数=该能层序数(n),根据同一个能层上的多个电子能量的差异，还可以把能层划分为不同的能级。,（2）能级电子亚层,nsnpnd nf,讨论： 19号K的核外电子排布究竟是哪种？,观点一：,1s22s22p63s23p63d1,观点二：,1s22s22p63s23p64s1,1,2,3,4,1s,2s,2p,3p,3s,3d,4s,4p,4d,4f,能 级 交 错,nsnpnd nf,三、构造原理与电子排布式,1、构造原理：,具体表现为电子填充顺序：
3、 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d,原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样能使整个原子的能量处于最低状态。,构造原理是绝大多数基态原子核外电子排布 所遵循的顺序。,构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由公式得出：ns(n2)f(n1)dnp。,2、构造原理中电子填充顺序的实质,(1)同一能层的不同能级： nsnpndnf,-各能级的能量高低顺序,1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4d,ns (n-2)f (n-1)d np (n为能层序数),(2)英文字母相同的不同能级：,
4、(3)不同能层不同能级:,3、电子排布式：,8O,1s22s22p63s23p2,1s1,按构造原理填充电子，但要按能层顺序书写。,1H,14Si,1s1,1s22s22p4,1s22s22p4,1s22s22p63s23p2,19K,20Ca,26Fe,1s22s22p63s23p64s1,1s22s22p63s23p64s1,1s22s22p63s23p64s2,1s22s22p63s23p64s2,1s22s22p63s23p64s23d6,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p63s23p64s23d4,构造原理,1s22s22p63s23p64s13d5,24C
5、r电子排布式为：,1s22s22p63s23p63d54s1,洪特规则 特例,思考：查阅元素周期表中的24Cr的电子排布情况，是否遵循构造原理？,查阅结果,绝大多数基态原子都遵循构造原理。但少数几个有1个电子的偏差（铜、银、金、铬）。,4.简化电子排布式,例如 Na：1s22s22p63s1,表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。,Ne3s1,写出O、Si、Fe的简化电子排布式。,上式方括号里的符号的意义是：,该元素的内层电子排布和上周期末稀有气体元素 的电子排布相同。,He2s22p4,Ne3s23p2,Ar3d64s2,O： Si： Fe：,练习：,第一章 原子结构与性
6、质,第一节 原子结构,（第2课时）,5.外围电子排布式(价电子构型),+1,-1、+7,+2、+3,某元素原子序数为24，试问：,(1)该元素电子排布式：,1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1,(2)它有 个能层； 个能级；,(3)它的价电子排布式为 ， 价电子数是 。,6,4,7,3d5 4s1,练习：,下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）,A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6,B. O2- 1s22s23p4,C. Cl- 1s22s22p63s23p5,D. Ar 1s22s22p63s23p6,BC,练习：,核外电子质量小，近光速，没有一定的轨道，只是在离核
7、远近不同的区域运动 。,（1）核外电子运动的特征,无法描述电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现机会的多少(概率)。,五、电子云与原子轨道,测不准,现代科学家在实验中发现，电子在核周围有的区域出现次数多，有的区域出现次数少，就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而1935年奥地利物理学家薛定谔提出了现代结构学说- “电子云”。,电子云,不同于 宏观物体,含义：,概念:,电子在核外出现的概率密度分布的形象化描述。,电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积内出现的机会多，反之，出现的机会少。,如：H的电子云图,（2）电子云,看起来像 一片云雾,电子在原子核外出现概率的统计分布 看起来像一
8、片云雾，形象称为电子云。,图中 表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次,小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。,1s电子在原子核外出现的概率分布图,量子力学中将这种电子云轮廓图称为 “原子轨道”,小黑点不表示电子，只表示 电子在这里出现过一次。,注意：,小黑点的疏密表示电子在核外 空间单位体积内出现机会的多少。,电子云只是形象地表示电子在 核外空间出现的概率高低,而实际 上并不存在。,as电子的原子轨道（电子云）形状 是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向,2、原子轨道,bp电子云/原子轨道的形状是纺锤形（或称为哑铃形），其伸展方向是互向垂直的三个方向（Px、Py
9、、Pz）。,P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大,p能级的原子轨道,形状：纺锤形（哑铃形、8字形）。 数目：p能级共有3个原子轨道,相互垂直,能量相等。 如2px、2py、2pz 半径：能层序数n越大,轨道半径越大。,d能级的原子轨道,形状：花瓣形。 数目：d能级共有5个原子轨道,能量相等。 半径：能层序数n越大,轨道半径越大。,1s,2s,3s,3p,4s,3d,2p,原子轨道的表示及排序,每个轨道里排几个电子？ 多个电子在能量相同的 轨道里又是怎样排布的？,第一章 原子结构与性质,第一节 原子结构,（第3课时）,1.泡利不相容原理,同一个原子轨道中最多只能容纳2个电子，且这2个电子的自旋
10、方向必须相反。,此时原子 的总能量 最低，体 系最稳定。,六、核外电子排布规律,1s,2He轨道表示式,1s,1H轨道表示式,3Li轨道表示式,1s,2s,4Be轨道表示式,1s,2s,5B 轨道表示式,1s,2s,2p,电子排布图=轨道表示式,多个电子在同一能级的不同轨道上如何排布？,6C ：1s2 2s22p2,谁对谁错？,6C ：1s2 2s22p2,1s,2s,2p,1s,2s,2p,1s,2s,2p,2.洪特规则,（先占位后配对）,多个电子在同一能级的不同轨道上排布时，将尽可能分占不同轨道且自旋方向相同。,电子排布式和电子排布图,C电子排布图,C电子排布式,1s,2s,2p,1s22
11、s22p2,概念 辨析,通常书写后者（比较方便）。,轨道处于全满、半满、全空时比较稳定。,（3）洪特规则特例,全满（s2, p6，d10，f 14 ）,全空（s0, p0，d0，f 0）,半满（s1, p3，d5，f 7 ）,1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,另外B族的Cu、Au、Ag相对构造原理均有1各电子的偏差，都符合洪特规则的特例。,1s,2s,3s,3p,4s,3d,2p,26Fe的电子排布图,能量最低原理,洪特 规则,Fe3+比Fe2+更 稳定，为何？,1s,2s,3s,3p,4s,3d,2p,能量最低原理,巩固练习,1、某元素原子序数为24，试问：,(1)该元素电子排布式：
12、,1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1,(2)它有 个能层； 个能级；占有,个原子轨道。,(3)此元素有 个未成对电子；它的价电子数是 。,6,4,7,15,6,2、 其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（ ）,A,B,C,D,C,能层=电子层 能层数=电子层数 各能层的能级数=该能层序数(n) 各能层的原子轨道数=n2 每层最多容纳的电子数=2n2,知识小结：,四、基态与激发态、光谱,1s22s22p63s23p34s1 1s22s22p63s23p4,（激发态）,（基态）,基态原子,激发态原子,吸收能量,释放能量,（1）基态与激发态,能量最低， 稳定,能量较高， 不稳
13、定,1s22s22p63p1,1s22s22p63s1,（激发态）,（基态）,（激发态）,1s22s22p63s2,1s22s22p63p2,（激发态）,（基态）,1s22s22p64s1,1s22s22p63d1,（激发态）,1、光谱：,按一定次序排列的彩色光带。,（2）光谱和原子光谱,2、原子光谱：,不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。,基态原子,激发态原子,吸收能量,释放能量,发射光谱,吸收光谱,特征:亮背景, 暗线, 线状不连续,3、发射光谱和吸收光谱的异同点,特征:暗背景, 亮线, 线状不连续,焰色反应就是某
14、些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。,焰火呈现五颜六色的原因,4、光谱分析：,在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。,利用光谱分析检测元素的存在与含量。,5、光谱分析的应用：,通过原子光谱发现了许多元素。,如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。,